(57)【要約】【課題】  ころと軌道輪のつば部との摩擦熱の発生が抑制され、それにより主軸を安定して高速回転させることができるように、給油機構等といった潤滑剤供給機構が配置されている側とは反対側のころ側面とつば部との接触部にも積極的に潤滑油等の潤滑剤が供給される構造および軸受内部からの潤滑剤の排出性を向上させる構造を備えた工作機械用円筒ころ軸受を提供すること。【解決手段】  工作機械用円筒ころ軸受１００は、外輪軌道面２１ａが形成された内周面を有する外輪２１と、内輪軌道面２３ａが形成された外周面を有し且つ内輪軌道面２３ａの側方につば部２３ｂが設けられた内輪２３と、外輪軌道面２１ａと内輪軌道面２３ａとの間で周方向に転動自在に配設された複数のころ２５と、ころ２５を転動自在に保持する保持器２７と、を備えている。内輪軌道面２３ａの軸方向中央部の直径は、当該軸方向中央部と軸方向に並ぶ内輪軌道面２３ａの端部の直径よりも小さい。【選択図】      図１
2005299776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪軌道面が形成された内周面を有する外輪と、内輪軌道面が形成された外周面を有し且つ前記内輪軌道面の側方につば部が設けられた内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間で周方向に転動自在に配設された複数のころと、前記ころを転動自在に保持する保持器と、を備えた工作機械用円筒ころ軸受であって、
前記内輪軌道面の軸方向中央部の直径が、当該軸方向中央部と軸方向に並ぶ前記内輪軌道面の端部の直径よりも小さいことを特徴とする工作機械用円筒ころ軸受。
【請求項２】
前記ころの転動面が接触する前記外輪軌道面の軸方向中央部の直径が、当該軸方向中央部と軸方向に並ぶ前記外輪軌道面の端部の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の工作機械用円筒ころ軸受。
【請求項３】
前記外輪、前記内輪、および前記複数のころ夫々の接触面に、潤滑剤供給手段により微量の潤滑油が供給されて潤滑されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の工作機械用円筒ころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械用円筒ころ軸受に関し、より詳細には、高速回転する工作機械の主軸を支持するのに用いられる工作機械用円筒ころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工作機械の主軸は、加工効率の向上に伴って主軸の高剛性化や高速化が進んでいる。これに対応するため、主軸を回転自在に支持する主軸軸受の構成は、主軸の前側に定位置予圧により予圧が付与された組合せアンギュラ玉軸受を配置し、後側に単列円筒ころ軸受を配置した構成が一般的に使用されている。このように構成され、高速回転で用いられる工作機械用円筒ころ軸受には、オイルエアー、オイルミスト、等といった潤滑剤供給手段により微量の潤滑油が供給されて潤滑される。
【０００３】
ころの側面と軌道輪のつば部との接触が問題になり易い円筒ころ軸受に給油する給油装置としては、円筒ころ軸受の側方に給油機構を設けて円筒ころ軸受の片側から給油するようにしたものが従来からある。また、外輪の両側方に給油リングを配置して円筒ころ軸受の両側から給油するようにしたものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図５は円筒ころ軸受および潤滑剤供給手段の一配置例を示す円筒ころ軸受および潤滑剤供給手段の要部拡大縦断面図である。図５に示されるように、工作機械の主軸を回転自在に支持する円筒ころ軸受１０は、外輪２と、両端につば部３ａを有する内輪３と、転動体である複数のころ４と、ころ４を回動自在に支持する保持器５と、を備えている。つば部３ａの内側面３ｂは、ころ４の側面４ａに摺接してころ４のスキューを抑制している。また、運転中のラジアル隙間は負に設定されているので、運転中はすべてのころ４にラジアル荷重が作用している。
【０００５】
円筒ころ軸受１０に潤滑油を供給するための潤滑剤供給手段である給油装置１は、円筒ころ軸受１０の軸方向側方に配置されている。より詳細には、つば部３ａの外周面と保持器５の内周面との隙間Ｃに向けて開口するノズル７ａが形成された給油リング７が、円筒ころ軸受１０の側方においてハウジング６に配設されている。ノズル７ａに連通するように給油リング７に設けられた給油穴７ｂは、ハウジング６の油穴６ａに連通している。給油機構（不図示）から送られた潤滑油（不図示）は、油穴６ａおよび給油穴７ｂを介してノズル７ａからつば部３ａの外周面と保持器５の内周面との隙間Ｃに向けて吐出されて円筒ころ軸受１０に供給される。
【特許文献１】特開昭６３−１７６８２２号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、円筒ころ軸受１０の片側に給油リング７を配置し、円筒ころ軸受１０の片側から給油するようにした給油装置１によると、円筒ころ軸受１０の給油リング７が設けられている側とは反対側（即ち、図５中の左側）に十分な量の潤滑油が供給され難い。特に、円筒ころ軸受１０の給油リング７が設けられている側とは反対側のころ４の側面４ａと内輪３のつば部３ａの内側面３ｂとの接触部には、十分な潤滑油が供給され難く、給油不足となって摩擦熱の発生が大きくなる可能性が高い。給油不足は、円筒ころ軸受１０の磨耗や焼付きの原因となるため、主軸の回転の高速化への円筒ころ軸受１０の対応を困難にする。
【０００７】
そこで、特許文献１に示される円筒ころ軸受の潤滑装置のように、単純に給油ノズルを円筒ころ軸受の両側に配置して円筒ころ軸受の両側から給油したとしても、潤滑油の供給量が多くなり過ぎて円筒ころ軸受が潤滑油の攪拌熱により過度に発熱し、これが予圧過大、焼付き、等の一因となって円筒ころ軸受を損傷させる可能性が高い。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ころと軌道輪のつば部との摩擦熱の発生が抑制され、それにより主軸を安定して高速回転させることができるように、給油機構等といった潤滑剤供給機構が配置されている側とは反対側のころ側面とつば部との接触部にも積極的に潤滑油等の潤滑剤が供給される構造および軸受内部からの潤滑剤の排出性を向上させる構造を備えた工作機械用円筒ころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するため、本発明に係る工作機械用円筒ころ軸受は、下記（１）、（２）、および（３）を特徴としている。
（１）  外輪軌道面が形成された内周面を有する外輪と、内輪軌道面が形成された外周面を有し且つ前記内輪軌道面の側方につば部が設けられた内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間で周方向に転動自在に配設された複数のころと、前記ころを転動自在に保持する保持器と、を備えた工作機械用円筒ころ軸受であって、
前記内輪軌道面の軸方向中央部の直径が、当該軸方向中央部と軸方向に並ぶ前記内輪軌道面の端部の直径よりも小さいこと。
（２）  上記（１）の工作機械用円筒ころ軸受であって、前記ころの転動面が接触する前記外輪軌道面の軸方向中央部の直径が、当該軸方向中央部と軸方向に並ぶ前記外輪軌道面の端部の直径よりも小さいこと。
（３）  上記（１）または上記（２）の工作機械用円筒ころ軸受が、前記外輪、前記内輪、および前記複数のころ夫々の接触面に、潤滑剤供給手段により微量の潤滑油が供給されて潤滑されること。
【００１０】
上記（１）の工作機械用円筒ころ軸受によれば、内輪軌道面の軸方向中央部の直径が、当該軸方向中央部と軸方向に並ぶ内輪軌道面の端部の直径よりも小さくなっている。これにより、内輪軌道面に供給された潤滑油等といった潤滑剤が、当該潤滑剤に作用する遠心力により内輪軌道面に沿って半径方向外方に流れ、強制的につば部に供給される。従って、ころの側面とつば部との接触部が潤滑され、これにより潤滑不良による摩擦熱の発生が抑制されるので、上記（１）の工作機械用円筒ころ軸受は、高速回転する主軸を安定して支持できる。
上記（２）の工作機械用円筒ころ軸受によれば、ころの転動面が接触する外輪軌道面の軸方向中央部の直径が、当該軸方向中央部と軸方向に並ぶ外輪軌道面の端部の直径よりも小さくなっている。これにより、外輪軌道面に供給された潤滑油等といった潤滑剤が外輪軌道面に沿って半径方向外方に流れ、円筒ころ軸受内に留まることなく排出される。このように、上記（２）の工作機械用円筒ころ軸受は、潤滑剤の排出性が高められているので潤滑剤の攪拌抵抗による発熱が抑制され且つ異常磨耗や焼付きが防止され、よって高速回転する主軸を安定して支持することができる。
上記（３）の工作機械用円筒ころ軸受によれば、外輪、内輪、および複数のころ夫々の接触面に、例えば、オイルエアー、オイルミスト、等といった潤滑剤供給手段により潤滑剤として微量の潤滑油が供給されて潤滑されるので、潤滑油の供給量が過多となることはなく、潤滑油の供給過多に伴う攪拌抵抗の増大や発熱等の障害の発生が防止され、よって高速回転する主軸を安定して支持することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の工作機械用円筒ころ軸受によれば、高速回転する主軸を安定して支持できる。
【００１２】
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための最良の形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態である工作機械用円筒ころ軸受の上半部の縦断面図、そして図２は図１における内輪の縦断面図である。
【００１５】
図１および図２に示されるように、工作機械用円筒ころ軸受１００は、外輪２１と、内輪２３と、転動体である複数のころ２５と、複数のころ２５を転動自在に保持するように外輪２１と内輪２３との間に配置された保持器２７と、を備えている。
【００１６】
外輪２１は、その円環状の内周面上を平坦に延びる円環状の外輪軌道面２１ａが形成されている。また、外輪２１の円環状の内周面の両側の周端部（角部）には、アール面取り２１ｂが施されている。この外輪２１は、工作機械のハウジング（不図示）に内嵌する。
【００１７】
内輪２３は、その円環状の外周面の軸方向中央に円環状の内輪軌道面（即ち、軌道溝の底面）２３ａが形成され、内輪軌道面２３ａと軸方向に並んで当該内輪軌道面２３ａの両側に内輪軌道面２３ａの直径よりも大きな直径を有する一対のつば部２３ｂが設けられている。この内輪２３は、工作機械の主軸（不図示）に外嵌する。
【００１８】
内輪軌道面２３ａとともに軌道溝を形成する２つのつば部２３ｂの内側面２３ｃと内輪軌道面２３ａとの交点である角部には断面円弧状の逃げ溝２３ｄが設けられ、応力の集中が防止されている。
【００１９】
内輪軌道面２３ａの断面形状は、その軸方向中央部から両側へ向かって僅かに半径方向外方に反った円弧状であり、より詳細には、内輪軌道面２３ａの軸方向中央部の直径Ｂ１が、当該軸方向中央部を挟んで当該軸方向中央部と軸方向に並ぶ内輪軌道面２３ａの両端部各々の直径Ｂ２よりも小さい凹形状となっている。また、つば部２３ｂの外周面と内輪２３の両側面２３ｆとのなす角部にはアール面取り２３ｅが施されている。
【００２０】
外輪軌道面２１ａと内輪軌道面２３ａとの間には、保持器２７により転動自在に保持された転動体である複数のころ２５が配設されている。ころ２５の転動面２５ａは、円弧状に形成されてクラウニングが施されており、これによりエッジロードを防止して寿命の長期化が図られている。尚、エッジロードの影響が少ない場合には転動面２５ａの断面形状の一部を平坦にしてもよい。ころ２５の両側面２５ｂは、内輪２３のつば部２３ｂの内側面２３ｃに摺接して案内され、それによりスキューが抑制される。
【００２１】
このように構成された工作機械用円筒ころ軸受１００の側方には、つば部２３ｂの外周面と保持器２７の内周面との間に形成された隙間Ｃに向けて潤滑油を吐出するオイルエアー、オイルミスト、等といった潤滑剤供給手段のノズル（不図示）が配置される（例えば、図５参照）。
【００２２】
本実施形態の作用を説明する。本発明の第１実施形態である工作機械用円筒ころ軸受１００は、ノズル（不図示）からエアーオイルまたはオイルミストといった微量の潤滑油が、つば部２３ｂの外周面と保持器２７の内周面との間に形成された隙間Ｃに向けて供給され、内輪軌道面２３ａところ２５の転動面２５ａとが接触する転動面を潤滑する。図２に示されるように、内輪２３の内輪軌道面２３ａに供給された潤滑油には、内輪２３の回転により半径方向外方に向かう遠心力が作用するので、当該潤滑油は、内輪２３ところ２５との転動面を潤滑しながら内輪軌道面２３ａに沿って矢印ＡまたはＢ方向に流れ、つば部２３ｂの内側面２３ｃところ２５の側面２５ｂとの間に供給されて、つば部２３ｂところ２５との摺接面を潤滑する。また、潤滑油の一部は、ころ２５の回転に伴い、あるいは遠心力により外輪２１へ供給されて、外輪軌道面２１ａところ２５の転動面２５ａとが接触する面（軸方向中央部の面）を潤滑しながら、外輪２１の内周面に沿って工作機械用円筒ころ軸受１００の外部へ排出される。
【００２３】
本実施形態の工作機械用円筒ころ軸受１００によれば、内輪軌道面２３ａの軸方向中央部の直径Ｂ１が、当該軸方向中央部と軸方向に並ぶ内輪軌道面２３ａの端部の直径Ｂ２よりも小さくなっているので、内輪軌道面２３ａに供給された潤滑油等といった潤滑剤が、当該潤滑剤に作用する遠心力により内輪軌道面２３ａに沿って半径方向外方に流れ、強制的につば部２３ｂの内側面２３ｃに供給される。従って、ころ２５の側面２５ｂとつば部２３ｂの内側面２３ｃとの接触部が潤滑され、これにより潤滑不良による摩擦熱の発生が抑制されるので、工作機械用円筒ころ軸受１００は、内輪２３に内嵌した高速回転する主軸（不図示）を安定して支持できる。
【００２４】
また、本実施形態の工作機械用円筒ころ軸受１００によれば、外輪２１、内輪２３、および複数のころ２５夫々の接触面に、例えば、オイルエアー、オイルミスト、等といった潤滑剤供給手段により潤滑剤として微量の潤滑油が供給されて潤滑されるので、潤滑油の供給量が過多となることはなく、潤滑油の供給過多に伴う攪拌抵抗の増大や発熱等の障害の発生が防止され、よって高速回転する主軸を安定して支持することができる。
【００２５】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る工作機械用円筒ころ軸受の第２実施形態を図３および図４を参照して説明する。図３は本発明の第２実施形態である工作機械用円筒ころ軸受の上半部の縦断面図、図４は図３における外輪の縦断面図である。
【００２６】
図３および図４に示されるように、本実施形態の工作機械用円筒ころ軸受２００は、外輪３１と、内輪２３と、転動体である複数のころ２５と、ころ２５を転動自在に保持するように外輪３１と内輪２３との間に配置された保持器２７と、を備えている。
【００２７】
尚、第２実施形態の工作機械用円筒ころ軸受２００は、第１実施形態の工作機械用円筒ころ軸受１００と多くの共通する部分を備えており、異なる部分としては、外輪３１の構造のみであるため、第１実施形態の工作機械用円筒ころ軸受１００と共通する部分については同一符号を付して明確化を図り説明を簡略化あるいは省略する。
【００２８】
外輪３１の内周面に形成された外輪軌道面３１ａは、ころ２５の軸方向の幅（換言すれば、一対のつば部２３ｂの内側面２３ｃ間の幅）と略等しい幅Ｌに設定されており、ころ２５の転動面２５ａと接触する軸方向中央部の直径Ａ１が、当該軸方向中央部と軸方向に並ぶ外輪軌道面３１ａの端部の直径Ａ２よりも小さく形成されている。これにより、外輪軌道面３１ａに供給され、ころ２５の転動面２５ａとの接触部を潤滑した潤滑油等の潤滑剤が、外輪軌道面３１ａに沿って半径方向外方(矢印ＤまたはＥ方向)に流れて工作機械用円筒ころ軸受２００から強制的に排出される。このように工作機械用円筒ころ軸受２００は潤滑剤の排出性が高い構造になっている。従って、供給された潤滑剤は工作機械用円筒ころ軸受２００内に留まることはなく、よって潤滑剤の供給過多による攪拌抵抗の増大、およびこれに伴う攪拌熱の発生が抑制されて異常磨耗や焼付きが防止される。このように、工作機械用円筒ころ軸受２００は高速回転する主軸を安定して支持できる。尚、外輪３１の円環状の内周面の両側の周端部（角部）には、アール面取り３１ｂが施されている。
【００２９】
他の作用や効果については、第１実施形態の上記説明から容易に類推可能であるため説明を省略する。
【００３０】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００３１】
例えば、上述した潤滑剤は、潤滑油に限らず、グリースでもよい。従って、上述した潤滑剤供給手段にはグリースを供給するための装置も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態である工作機械用円筒ころ軸受の上半部の縦断面図である。
【図２】図１における内輪の縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態である工作機械用円筒ころ軸受の上半部の縦断面図である。
【図４】図３における外輪の縦断面図である。
【図５】円筒ころ軸受および潤滑剤供給手段の一配置例を示す円筒ころ軸受および潤滑剤供給手段の要部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００      工作機械用円筒ころ軸受
２００      工作機械用円筒ころ軸受
２１      外輪
２１ａ    外輪軌道面
２３      内輪
２３ａ    内輪軌道面
２３ｂ    つば部
２５      ころ
２５ａ    ころの転動面
２７      保持器
３１      外輪
３１ａ    外輪軌道面
Ａ１      外輪有効軌道面の軸方向中央部の直径
Ａ２      外輪有効軌道面の端部の直径
Ｂ１      内輪軌道面の軸方向中央部の直径
Ｂ２      内輪軌道面の端部の直径
Ｌ        外輪軌道面の幅
【図１】
2005299776.tif 000003
【図２】
2005299776.tif 000004
【図３】
2005299776.tif 000005
【図４】
2005299776.tif 000006
【図５】
2005299776.tif 000007